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直接甲醇燃料电池具有转换能量效率高，环境友好等优点，因而引起了人们的广泛关注和大量研究。然而，阴、阳极催化剂性能较差是制约燃料电池商业化的重要因素。阴极氧还原反应动力学缓慢，而催化剂多为高贵金属含量的高成本催化剂，这必将会导致燃料电池的成本大大提高。因此，如何在减少贵金属用量的同时，提高贵金属利用率及催化效率是当前的研究热点。由于石墨化碳材料优异的电子传输和高稳特性、氮化钒（氮化钨）的类铂性质及高效的协同作用、多孔结构在传质及吸附扩散等方面的优势，可以作为高性能燃料电池的催化剂载体，具有重要的研究价值。基于上述分析，本论文的研究内容主要包括以下三个方面：（1）以离子交换树脂为碳源，通过基团相互作用原理实现两种金属离子的同时交换，后经过碳化与连续的氮化热解，制备出氮化钒/石墨碳复合体（VN/GC），作为高效的催化剂载体，能降低Pt的含量，节省成本。合成的低Pt催化剂10%Pt-VN/GC具有优异的氧还原催化活性与稳定性，极限电流密度为137.2mAmg-1，起始电位达1.01V，半波电位0.86V，优于商业Pt/C催化剂的性能，其氧还原反应路径是四电子过程。此方法简单、成本低，并具有普适性。（2）以葡萄糖为碳源，采用溶胶辅助配位及持续热解法制备了氮化钒（氮化钨）/多孔石墨碳复合体（VN/PGC、WN/PGC），用作载体合成了低Pt含量的催化剂10%Pt-VN/PGC、10%Pt-WN/PGC，催化ORR效果良好，比商业Pt/C催化剂具有更高的动力学电流密度和循环稳定性，且其氧还原反应途径是以四电子转移过程进行的。（3）通过对原位自生模板法合成石墨烯方法的改进，利用不同金属间活泼性的差异，发展了牺牲模板法合成高效的Pt/graphene催化剂。该催化剂表现出较好的氧还原和甲醇氧化催化性能，与商业Pt/C催化剂相比具有更高的电流密度和稳定性。此外，该方法工艺简单，成本低廉，既实现了石墨化Fe催化剂的再次利用，又避免了使用大量盐酸，降低成本的同时更加环保。